一、图像尺寸变化

图像插值原理

在这里插入图片描述
在图像变换的过程中往往需要对像素进行相关的操作。如上图（左）所示，我们会遇到两个相邻的像素块需要映射到同样的位置中，或者两个相邻的位置的像素中间需要映射出一个位置的像素块。这时候我们就需要一些差值的方法。如上图（右）所示，是一个双线性插值操作。

图像缩放、翻转、拼接

缩放：

reslize(lnputArray src, OutputArray dst,Size dsize, double fx=e,
double fy = e, int interpolation = INTER_LINEAR

src:输入图像。
dst:输出图像，图像的数据类型与src相同。
dsize:输出图像的尺寸。
fx:水平轴的比例因子，如果将水平轴变为原来的两倍，则赋值为2，与dsize作用类似。
fy:垂直轴的比例因子，如果将垂直轴变为原来的两倍，则赋值为2，与dsize作用类似。
interpolation:差值方法的标志。
翻转：

cvflip(lnputArray src,OutputArray dst, int flipCode)

src:输入图像。
dst:输出图像，与src具有相同的大小和数据类型以及通道数。
flipCode:翻转方式标志，数值大于0表示绕y轴进行翻转;数值等于0，表示绕x轴进行翻转﹔数值小于0表示绕两个轴旋转。
拼接：
横向拼接

hconcat(InputArray src1, lnputArray src2, outputArray dst)

纵向拼接

vconcat(InputArray src1, lnputArray src2, outputArray dst)

srcl:第一个需要拼接的Mat类矩阵。
src2:第二个需要拼接的Mat类矩阵，与第一个参数具有相同的宽度、数据类型和通道数
dst:拼接后的Mat类矩阵。
代码实例如下：

	Mat src = imread("图片1.png");

	//缩小图像以及插值操作
	Mat smallLmg, bigLmg0, bigLmg1, bigLmg2;

	//缩小图像
	resize(src, smallLmg, Size(15, 15), 0, 0, INTER_AREA);

	//最近邻差值操作
	resize(smallLmg, bigLmg0, Size(30, 30), 0, 0, INTER_NEAREST);

	//双线性插值
	resize(smallLmg, bigLmg1, Size(30, 30), 0, 0, INTER_LINEAR);
	
	//双三次插值
	resize(smallLmg, bigLmg2, Size(30, 30), 0, 0, INTER_CUBIC);

	Mat img_x, img_y, img_xy;

	//沿x轴翻转
	flip(src, img_x, 0);

	//沿y轴翻转
	flip(src, img_y, 1);

	//先沿x轴翻转，再沿y轴翻转
	flip(src, img_xy, -1);

二、图像的仿射变换

在这里插入图片描述

warpAffine(InputArray src, outputArray dst, InputArray M, Size dsize, int flags = INTER_LINEAR，borderMode =,  int BORDER__CONSTANT, const Scalar & borderValue = scalar())

src:输入图像。
dst:仿射变换后输出图像，与src数据类型相同，但是尺寸与dsize相同。M:2×3的变换矩阵(如上图的仿射变换矩阵)。
dsize:输出图像的尺寸。
flags:插值方法标志。
borderMode:像素边界外推方法的标志。
borderValue:填充边界使用的数值，默认情况下为0。
在这里插入图片描述
图像旋转：

getRotationMatrix2D (Point2f center, double angle, double scale

center:图像旋转的中心位置。
angle:图像旋转的角度，单位为度，正值为逆时针旋转。
scale:两个轴的比例因子，可以实现旋转过程中的图像缩放，不缩放输入1。在这里插入图片描述
计算仿射变换矩阵：

Mat cv::getAffineTransform ( const Point2f src[], const Point2f dst[]

src[]:原图像中的三个像素坐标。
dst[]:目标图像中的三个像素坐标。
示例如下：

	//读取图片
	Mat src = imread("图片1.png");
	if (!src.data)
	{
		printf("不能打开空图片");
		return -1;
	}

	//定义仿射变换的矩阵、仿射变换后的图像
	Mat rotation, img_warp;

	//设置图像旋转的角度
	double angle = 30;

	//设置输出图像的尺寸
	Size dst_size(src.rows, src.cols);

	//设置图像的旋转中心
	Point2f center(src.rows / 2.0, src.cols / 2.0);

	//计算仿射变换的矩阵
	rotation = getRotationMatrix2D(center, angle, 1);

	//进行仿射变换
	warpAffine(src, img_warp, rotation, dst_size);
	imshow("img_warp", img_warp);

	//三点法仿射变换
	Point2f src_points[3];
	Point2f dst_points[3];

	//原始图像中的三个点
	src_points[0] = Point2f(0, 0);
	src_points[1] = Point2f(0, (float)(src.cols - 1));
	src_points[2] = Point2f((float)(src.rows - 1), (float)(src.cols - 1));

	//仿射变换后图像中的三个点
	dst_points[0] = Point2f((float)(src.rows)*0.11, (float)(src.cols)*0.20);
	dst_points[1] = Point2f((float)(src.rows)*0.15, (float)(src.cols)*0.70);
	dst_points[2] = Point2f((float)(src.rows)*0.81, (float)(src.cols)*0.85);

	Mat rotation1, img_warp1;

	//根据对应点求取仿射变换矩阵
	rotation1 = getAffineTransform(src_points, dst_points);

	//进行仿射变换
	warpAffine(src, img_warp1, rotation1, dst_size);

	imshow("img_warp1", img_warp1);

三、图像透视变换

在这里插入图片描述
透视矩阵求解：

getPerspectiveTransform(const Point2f src[], const Point2f dst[], int soliveMethod = DECOMP_LU

src[]:原图像中的四个像素坐标。
dst[]:目标图像中的四个像素坐标。
solveMethod:计算透视变换矩阵方法的选择标志
在这里插入图片描述
透视变换函数：

warpPerspective(lnputArray src, outputArray dst, InputArray M, size dsize, int flags = INTER_LINEAR, borderMode, int BORDER_CONSTANT, const Scalar & borderValue = Scalar(

src:输入图像。
dst:透视变换后输出图像，与src数据类型相同，但是尺寸与dsize相同。
M:3×3的变换矩阵。
dsize:输出图像的尺寸。
flags:插值方法标志。
borderMode:像素边界外推方法的标志。
borderValue:填充边界使用的数值，默认情况下为0。

	//读取图片
	Mat src = imread("图片1.png");
	if (!src.data)
	{
		printf("不能打开空图片");
		return -1;
	}

	Point2f src_points[4];
	Point2f dst_points[4];

	//找到四个角点的坐标
	src_points[0] = Point2f(5.0, 10.0);
	src_points[1] = Point2f(10.0, 8.0);
	src_points[2] = Point2f(1.0, 10.0);
	src_points[3] = Point2f(15.0, 15.0);

	//透视变换后的四个角点的坐标
	dst_points[0] = Point2f(0.0, 0.0);
	dst_points[1] = Point2f(10.0, 0.0);
	dst_points[2] = Point2f(0.0, 10.0);
	dst_points[3] = Point2f(10.0, 10.0);

	//设置变换矩阵，变换后的图像的Mat对象
	Mat rotation, img_wrap;

	//获取透视变换的矩阵
	rotation = getPerspectiveTransform(src_points, dst_points);

	//进行透视变换投影
	warpPerspective(src, img_wrap, rotation, src.size());

	//显示变换后的图像
	imshow("src", src);
	imshow("img_wrap", img_wrap);